深圳地鐵7號線下穿廣深鐵路站場地基加固技術

張 超， 陳壽根, 劉效成， 韓翔宇

(西南交通大學土木工程學院， 四川成都 610031)

[定稿日期]2017-09-12

隨著城市地鐵建設規模不斷擴大，地鐵隧道施工對周邊建筑的影響問題也不斷增多。尤其當地鐵隧道下穿既有鐵路站場時，若不進行有效的加固措施，勢必引起路基沉降，影響鐵路站場設施的正常使用，危及行車安全。曲強[1]等以實際工程為依托，分析現場監控數據，對盾構隧道下穿既有鐵路地面線的施工方案進行研究和探討。張榮建、賀斯進[2-3]依托工程實際，根據具體施工措施和數值計算對下穿既有鐵路站場的盾構施工技術進行了總結。朱斌[4]從地基加固和盾構施工控制兩個方面簡要介紹了盾構隧道下穿既有鐵路站場地基加固技術。彭智勇[5]通過理論分析和數值計算研究了復合地基在盾構隧道下穿既有鐵路站場地基加固中的應用。以上研究成果從各個方面對盾構隧道下穿既有鐵路站場地基加固進行了一定研究，而對具體的地基加固技術探討較少。本文依托深圳地鐵7號線下穿廣深鐵路筍崗車站站場地基加固工程，從鐵路路基加固、鐵路線路加固和電氣化立柱基礎加固等方面綜合探討地基加固技術，以期為同類工程提供參考。

1 工程概況

深圳市城市軌道交通7號線的筍崗站～洪湖站區間隧道沿著梅園路高架橋下方走，在寶崗路與洪湖西路之間以區間左右線路上下重疊方式下穿廣深鐵路筍崗火車站站場。下穿位置為筍崗火車站站場的咽喉部分，為道岔群區段，電務信號多。與廣深線相交里程為K142+830，左線隧道頂距鐵路軌底覆土約22.8 m，右線隧道頂距鐵路軌底覆土約12.8 m，穿越筍崗火車站的長度約為200 m，需穿越26股軌道，隧道與鐵路交角約為80°，右線穿越地層主要為<101>全風化混合巖與<1021>強風化混合巖，左線穿越地層主要為<1022>強風化混合巖與<103>中風化混合巖(圖1)。

圖1 筍崗站與筍洪區間隧道平面位置關系

2 控制標準

結合TB 10001-2005《鐵路路基設計規范》[6]及類似工程施工經驗，為保證鐵路站場的正常運營，本工程采用以下控制標準(表1)。

3 鐵路站場地基加固技術

3.1 鐵路路基加固

表1 盾構隧道下穿鐵路站場路基加固監測控制標準

3.1.1 注漿范圍

隧道上層覆土有一層較厚的砂礫層，厚約2～6.6 m，為了防止盾構掘進通過路徑的鐵路路基出現不均勻地層，導致盾構刀盤受力不均勻，造成鐵路路基底泥水流失，留下孔洞，造成線路后期沉降，在盾構通過路徑的鐵路路基上對砂礫層進行預注漿加固，加固范圍長66.6～87.9 m，寬度29 m，深度6～15 m。同時對其它土層采用跟蹤注漿的方式，一旦監測發現有地層變形，及時進行地層補注漿，防止出現大的地層沉降影響鐵路行車安全(圖2)。

圖2 某斷面注漿加固范圍示意

3.1.2 袖閥管注漿

袖閥管注漿有以下三大優點：可根據需要灌注任何一個注漿孔和注漿段，可以進行重復灌漿，中途可以停止；注漿壓力相對較小，一般0.2～1.0 MPa，注漿量15～70 L/min，注漿時冒漿和串漿的可能性較小，一般不會破壞原有地層結構；漿液主要以滲透形式進入充填物孔(空)隙中，可以起到填充裂縫和固結土體的效果。

在盾構通過路徑的鐵路路基上埋設袖閥管，間距1～1.5 m，梅花形布置。綜合考慮工程實際，注漿壓力為水泥-砂層0.5～1.2 MPa、黏土層0.6～1.0 MPa；砂層漿液注入率為30 %～35 %，黏土層為15 %～20 %。同時注漿施工順序應按分序加密的原則。多排孔注漿時，在排序上應遵循先邊排后中排，先外圍孔后內部孔注漿的原則；同一排上的注漿孔，應采用間隔跳躍式注漿順序，注漿材料為水泥漿。水泥采用42.5R普硅水泥，水灰比為0.75～1，摻適量減水劑。

3.2 鐵路線路加固

為確保既有鐵路的營運絕對安全，盾構隧道施工進入鐵路區段前應先對既有鐵路線進行架空保護，站內共有26股道需要加固防護，同時針對不同股道的重要性采取不同的加固防護措施。

3.2.1 人工挖孔樁施工

共施作4根20 m和24根11 m的直徑1 600 mm的人工挖孔樁。Φ1 600 mm人工挖孔灌注樁支墩，樁基全部為端承樁，樁端嵌入影響線下不少于1 m。在進行挖孔樁和支墩施工時要注意保持附近信號機基礎的穩定，并做好局部防護工作，道岔架空區段要做好軌道部分的防磨與絕緣工作(圖3)。

圖3 人工挖孔樁布置斷面

3.2.2 扣軌加固

對于正線及影響范圍內的站線采用人工挖孔樁與D型便梁對線路進行架空保護，正線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四條線與正線兩側5、6、7、9、11五條線共9股道的扣軌加固主跨采用D24型施工便梁，附跨采用D16型施工便梁；其余線路采用鋼軌束扣軌的加固方法。在道岔位置上的混凝土枕需抽換成木枕。D型梁加固及道岔區的縱橫梁加固采用挖孔樁支撐。測定軌溫，如加固時的軌溫與無縫線路鎖定軌溫不符時，先對無縫線路進行應力放散，待加固拆除后又重新按鎖定軌溫放散回來(圖4、圖5)。

圖4 扣軌加固平面

圖5 扣軌加固剖面

3.3 電氣化立柱加固

廣深線屬準高速鐵路，電氣化立柱基礎沉降量不得超過2 cm，一旦盾構通過造成泥水流失，會影響到電氣化立柱的安全，因而需要對電氣化立柱基礎進行加固。擬采用高壓旋噴樁加固電氣化立柱基礎周邊的土層。一共有12根電氣化立柱位于影響范圍內，每根立柱基礎周邊打入一圈高壓旋噴樁，旋噴樁傾斜5°，每根設置32根，雙重管，樁端進入全風化層不小于1.0 m，平均深度約12 m，一共打4 608 m。由此能夠有效加固電氣化立柱基礎周邊的土體，防止泥水流失造成電氣化立柱傾斜，同時加強對立柱的監測(圖6、圖7)。

圖6 電氣化立柱加固平面

4 結束語

城市地鐵建設步伐不斷加快，地鐵盾構隧道不可避免地需要穿越既有建筑物。盾構施工勢必引起上部建筑的變形，如何有效控制地鐵施工對上部建筑變形的影響成為了地鐵建設過程中無法忽視的一大問題。特別是當地鐵隧道下穿鐵路站場時，更需嚴格控制這一變形，避免引起鐵路軌道及其附屬設施發生較大變形，而危及行車安全。本文結合工程實例，探討了地鐵隧道下穿既有鐵路站場的地基加固技術，形成了一套有效而全面的加固方案，以期為其他工程提供參考。

圖7 電氣化立柱加固立面

[1] 曲強，于鶴然.盾構隧道下穿城鐵地面線施工風險分析及對策研究[J].鐵道標準設計，2013(6)：88-91.

[2] 張榮建.盾構穿越既有鐵路站場施工技術研究[J]. 科學之友，2011(11)：99-100.

[3] 賀斯進，藺云宏.地鐵盾構區間穿越鐵路站場設計與施工分析[J].現代隧道技術，2012，49(3)：166-170.

[4] 朱斌. 盾構隧道下穿既有鐵路站場地基加固探討[J].四川水泥，2015(4)：215.

[5] 彭智勇. 盾構隧道下穿既有鐵路站場地基加固研究[D].北京: 北京交通大學，2008.

[6] 中華人民共和國行業標準. TB 10001-2005鐵路路基設計規范[S]. 北京：中國鐵道出版社，2005.